Recherche Avancée

Thèse soutenue

Synthèse d'agents de couplage, réactions de greffage en surface de fibres cellulosiques et propriétés d'interface fibres-matrices dans des matériaux composites à base de polystyrène

FR  |  
EN
Auteur / Autrice : José Antonio Trejo O'Reilly
Direction : Jean-Yves Cavaillé
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Sciences et génie des matériaux
Date : Soutenance en 1997
Etablissement(s) : Grenoble INPG

Mots clés

FR

Mots clés contrôlés

Anhydrides
Polystyrène
Composites à fibres
Cellulose
Isocyanates

Résumé

FR

L’objectif principal de ce travail est la modification chimique des fibres cellulosiques, afin d'améliorer leurs propriétés interfaciales lors de leur utilisation comme renforts dans des matériaux composites à matrice polymère organique (polystyrène). La synthèse d'un nouvel agent de couplage pour le système cellulose-polystyrène a été entreprise par la voie de copolymérisation cationique. Une caractérisation complète de cet agent de couplage a été faite par ftir, analyse élémentaire, #1h-nmr, calorimétrie différentielle (dsc) et chromatographie par exclusion stérique (ces). La réactivité de ce copolymère a été vérifiée vis-a-vis des oh et des amines primaires par ftir. Les caractéristiques essentielles pour pouvoir l'utiliser comme agent de couplage sont : une bonne miscibilité avec le polystyrène (matrice), de longues chaînes (mn 20000) et la présence des groupements réactifs (isocyanates) sur la chaîne polymère. A titre comparatif, d'autres agents de couplage ayant des structures et des masses différentes ont été utilisés. Deux d'entre eux portent des anhydrides comme fonctions réactives vis-à-vis de la cellulose. La modification chimique des charges cellulosiques a été vérifiée par ftir, analyse élémentaire, microscopie a balayage (meb). De plus, l'énergie de surface des diverses dérives cellulosiques a été mesurée par goniométrie (angle de contact) et chromatographie inverse (igc). L’imperméabilisation des surfaces cellulosiques vis-à-vis des liquides polaires a été vérifiée. L’adhésion (cisaillement interfacial) entre la cellulose et le polystyrène a été mesurée par des techniques micromécaniques sur composites monofilamentaires. Les techniques utilisées ont été la multifragmentation et le déchaussement ('pull-out'). POUR LES COMPOSITES A BASE DE FIBRES CELLULOSIQUES COURTES, L'EFFET DU RENFORCEMENT A ETE VERIFIE A L'AIDE DE LA SPECTROSCOPIE DYNAMIQUE (DMA). LES PARAMETRES SUIVANTS ONT ETE ETUDIES : TAUX DE RENFORT ET FACTEUR DE FORME (LONGUEUR/DIAMETRE). LE MODELE D'HALPIN-KARDOS REPRESENTE CORRECTEMENT LE COMPORTEMENT DE NOS MATERIAUX.